路灯景观灯GPRS无线远程监控系统技术方案Word文档格式.docx

路灯景观灯GPRS无线远程监控系统技术方案Word文档格式.docx

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同时考虑到城市发展和通讯方式的不断发展与变化，本系统在结构、容量、通信和处理能力等方面具有强大的扩充能力。

本系统设计中采用模块积木式结构设计，预留设备扩展接口，如景观灯监控接口、城市亮化控制接口、调压节能、单灯控制接口、通信模块的扩展，实现多种通讯模式的转换、接口兼容各种通信模式，软件兼容各种通信协议等，充分保证了系统扩展能力和设计的合理性。

灯光监控系统还允许扩展其它监控设备，如城市排水控制系统、城市亮化控制、消防报警系统、视频监控系统等，通过挂接扩展服务软件可以实现与上述系统的无缝连接。

★具有安全性和保密性。

在系统设计中，既要考虑信息资源的充分共享，更要注意信息的保护和隔离。

安全性和保密性是系统稳定工作的前提。

系统在控制中心设有不间断电源，保证控制中心的24小时供电，在路灯的每一个监控终端都设有备用电池，当那个路灯监控终端设备停电时，备用电池就会自动供电，保证路灯监控终端和控制中心的通讯，保证所有的原始数据和运行记录不丢失，保证整个系统能够7×

24小时不间断长时间稳定可靠地运行。

保障监控中心和路灯监控终端之间的通信和数据传输的可靠性。

充分考虑各种不利因素，在系统设计中高度重视起这些问题，为城市路灯照明监控系统构筑起坚固的防护之墙。

★科学规范系统设计程序。

就系统设计所含专业种类，建立健全合理的工艺流程设计，规范各种设计环节，实现系统设计中的标准化、专业化、高科技化，综合考虑系统工程安装和造价等因素。

系统在推向实际应用前，各项技术指标必须通过各项测试并能及时反馈各项测试信息，不断完善系统设计，保证系统是性能稳定、安全可靠、技术领先的产品。

★强化环保意识，节能增效，实现资源合理配置。

在设计系统时，紧紧围绕环保主题，倡导绿色照明理念，控制成本投入，避免不必要的资金消耗，切实将科技技术实用性原则贯彻到系统设计中，实现城市照明监控系统的最优化设计。

（2）、系统主要技术指标

●系统内容：

1个监控中心、一套地理信息系统（可选）、一套数字照明监控系统、1套大屏幕显示系统（可选），N套景观灯照明监控点，。

●无线通信方式：

采用GPRS通信。

●数据采集精度：

优于1％。

●监控终端工作环境温度：

－40℃～+85℃。

●在不改变原有设计基础上进行系统扩展，如调压、防盗、温度、单灯以及分支控制等

●系统容量每个监控主站容量为：

1个主站，监控点大于9999个，可无限扩展。

（3）、照明控制方案

3.1）分组控制

系统可以根据不同灯型的控制要求，把全市的照明分成若干组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开/关全夜灯、半夜灯和景观灯；

也可以手动对全夜灯、半夜灯和景观灯进行遥控开/关操作；

在特殊情况下，可以实现白天亮灯。

3.2）采用时控和光控相结合的控制方案

目前，照明控制方案主要有时控法和光控法两种。

时控法的主要缺点是不考虑天气对光照度的影响，每天在固定的时间开/关灯；

从而造成阴雨天光照度严重不足但没有开灯，或者晴朗天气虽然到了固定开灯时间但光照度仍然充足，浪费电力；

关灯时间的固定不变，同样出现类似的不合理现象。

光控法的主要缺点是在光线不足的白天，或者夜晚有强光照射时都有可能发生误动作。

为了克服两者的不足，本系统采用时控和光控相结合的照明控制方案。

该方案基于模糊控制理念，以当地365天日出日落的时间作为基本条件，监控微机根据光照度的具体变化自动调整开关灯的时间，并向监控终端发送调整后的开/关灯命令。

为保障全市路灯安全运行，避免系统出错或其他强烈干扰下的非正常开关灯，系统需采用三重控制：

即受控状态、自控状态、原来的路灯控制器状态，再根据不同类型的路灯控制要求，可以把路灯和饰灯分别设置成不同的功能组，分别采用时控和光控相结合的控制方案。

3.3）景观灯采用分组定时控制方案

景观灯控制采用分组定时控制方案，即把不同地理位置和要求的景观灯分成若干组，对不同组采用不同的定时控制方案。

采用先进的全组态设计，通过中央控制室微机的设置程序，可任意设置一年中的开/关灯时间以及每周固定的开/关灯时间。

通过群控方式，可将景观灯进行分组，不同组采取不同的控制方案；

也可通过选控方式，将相应的饰灯逐点控制，更增强了系统的灵活性。

（4）、系统主要功能

4.1）自动和手动遥控

系统可以根据不同类型的监控终端控制要求，把所有监控终端分成若干个组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案，自动遥控开/关终端，也可以手动对各终端进行遥控开/关操作。

系统主要是通过开关灯时间实现控制功能，具有4路至8路开关控制输出能力，可根据需要扩展到12路或更多，能够根据不同类型的路灯控制要求，把全市路灯和装饰灯分成若干个组，采用时控方案或光控和时控相结合的控制方案，自动遥控开/关楼宇路灯、沿街装饰灯；

系统存有不同类型的10种全年开关灯时刻表，可以为每路输出任意选择，实现全夜灯、半夜灯、广告灯、楼宇灯、路灯等各种不同灯型的控制，特殊的天气或节日时可以发送临时开关灯时间，也可以实现半夜灯清晨二次开灯等分时段开灯的设置，或者根据需要可以白天亮灯。

另一个遥控功能是，主站可以随时控制任意节点的任一接触器的吸合和断开，便于维修人员的检修，在终端现场用户也可手动对各种灯型进行遥控开/关操作。

4.2）自动巡测、手动巡测和选测

调度端能按设定的时间周期（可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行定时巡测，也可随时手动巡测和选测各监控终端的电压、电流、开关状态等数据。

调度端能按设定的时间周期（可以根据开/关灯前后任意选取不同的周期）自动进行巡测。

可以定时或随机地遥测全市各子站的工作状态。

检测的数据主要有电流、电压、接触器状态、有功功率、无功功率、功率因数、用电量等。

通过对这些数据的分析可以得到线路状态、亮灯率、故障原因等数据资料。

电气设备状态、故障位置均以动画的形式表现,街道图形保持原貌，便于操作人员进行定位。

同时，操作者也可随时手动巡测和选测各监控终端的运行情况。

4.3）报警处理

巡测数据异常报警：

当监控终端主动报警或调度端在巡测时发现有数据异常时，前置微机自动发出语音报警、自动存盘并在地图上显示相应的位置和故障类型，在电子地图以及大屏幕上显示相应位置，并可转移至相关人员的手机上。

监控设备防盗报警功能：

监控终端设备被非法操作时或是被偷盗时，系统应当立即自动发出语音报警、自动存盘并在地图上显示相应的位置和设备类型，在电子地图以及大屏幕上显示相应位置，并可转移至相关人员的手机上。

报警内容包括：

●白天亮灯

●晚上熄灯

●配电箱门开关非正常打开

●电压、电流越限

●供电线路停电

●接触器断路和粘接

●空气开关跳变

●支路出现故障

●通讯失败

●电缆被盗

4.4）自动计算亮灯率

系统根据检测的电流、电压、有功功率、功率因数的变化，通过线路阻抗变化可以自动计算各支路的亮灯率、子站总的亮灯率，为了保证亮灯率的统计，上述数据采集精度优于1%。

4.5）数据图形处理、查询打印

系统采集的现场运行参数并通过数据处理实现图形化和数据化，并能查询打印。

可以对各监控终端任意定时数据和年、月、日统计数据进行查询，显示的表格、曲线图、直方图均可打印；

可以对任意一天的实际开关灯时间、当时的照度和日出日落时间等记录进行查询，显示的表格，曲线图、直方图均可打印；

可以对历史故障进行查询和打印；

④可以自动统计故障（线路、光源、电器、事故）出现的概率分布以及选定时间段的亮灯时间和日累计开关灯时间及其相应图表；

⑤可以记录系统故障处理情况，包括事故发现及解除数据全记录，且故障发现到正常运行过程可重复模拟演示。

⑥可以显示累计故障处理结果及交接记录情况。

4.6）控制方案

根据不同类型的照明、景观灯控制要求，可以把照明、景观灯分别设置成不同的功能组，分别采用时控方案或时控和光控相结合的控制方案。

4.7）卫星自动校时系统（GPS）

运用全球卫星定位系统与计算机技术，实现对系统的准确校时，保证前置机和监控终端时钟的准确性与一致性。

路灯控制主要通过发送开关灯时间和系统时间实现，所以监控主站时间的准确对控制的可靠性至关重要，为了防止监控主站电脑时钟走错或人为误操作修改，有必要安装卫星校时装置。

卫星校时软件每秒钟采集一次卫星上的时钟数据，并将电脑时钟与之比较，如果不符则立即进行校正。

采用GPS卫星定位及校时系统，准确接收来自卫星下传的城市所在经纬度和格林威治时钟，输入到主控机处理，计算出城市所在经纬度的全年日落日出时间表，形成全年开关灯时间表，并对所有远程基站进行较时，保证系统开关灯的合理性和准确性。

运用全球GPS卫星定位模块，采集卫星标准时间发送到服务器，服务器校正系统时钟后，向局域网内其他计算机广播标准时钟信号。

实现对整个系统的准确校时，保证了前置机和局域网内所有微机时钟的准确与一致性。

采用VisualBasic和FlashMX开发的卫星校时系统，通过接收卫星时间使系统时间及节点站时间精确到秒级。

4.8）远程实时查询

通过电话网和因特网，实现微机的远程实时查询，查询内容包括各终端的最新以及历史数据和故障情况，实现异地远程接入访问。

按照各部门预设访问权限通过电话、宽带等网络进行远程实时查询，实现微机远程实时查询，查询内容包括各种终端的最新以及历史数据和故障情况，也实现异地远程接入访问但不得修改。

①WEB及Wap浏览查询系统

采用ASP与InterDev制作技术完成的，通过浏览器输入主站网址和密码就可以在任何一台可上网的电脑上多人同时访问监控主站的数据，进行远程浏览、查询。

用户也可通过手机自带的Wap浏览器实时查询路灯监控状态信息。

②远程维护、维修系统

采用网络技术主站可以通过网络发送维护或操作指导请求，售后服务中心立即通过服务器程序对其进行程序维护,直接操作监控主站电脑，同时双方互动传送交流信息，实现远程操作指导，这样可以快速响应故障维护需求，有效的缩短了故障维修响应时间，尽管相隔万里，也可在几分钟内得到维护和指导。

③短信报警系统

短信报警及电话语音报警能对系统进行全方位管理，监控主站对子站时刻保持监控，并且与值班人员的手机保持联系，一旦系统发生故障监控计算机立即自动给值班人员手机发送短消息报警，这样即使值班人员手机关机，也会在打开手机的第一时间收到报警信息，也可以拨通值班人员固定电话，系统故障是否发送及发送等级可以任意设置。

4.9）大屏幕显示（可选）

系统可以通过大屏幕显示系统信息，系统信息一目了然。

DLP大屏幕可单屏和多屏任意组合显示输入视频信号和监控中心每台电脑的显示内容。

采用投影方案，可以将监控画面在大屏幕投影上显示，形象直观的展现了路灯光监控系统的信息和方位，操作人员通过微机键盘操作可以很方便地显示各种路灯监控信息。

4.10）短消息报警系统

系统也可以通过短消息发送告警信息。

当告警时，在监控主机屏幕上显示闪动图型和文字，并通过短信方式将报警内容发送到值班人员手机上。

本终端支持自动报警功能，可实现以下报警：

●当采集的交流电流、电压超过上下限时能自动报警

●开关跳闸、保险熔断

●箱门开启时自动报警；

●线路缺相、短路、断路、漏电时自动报警；

●保险、接触器故障判断和电缆被盗等故障时自动报警；

●当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警

●正常时，终端由交流充电控制器供电，并同时给所配的电池充电，当供电线路停电时，终端将自动采用后备电池供电，并同时告警

●维护人员正常工作检修时自动报警；

●当某支线路出现故障时自动报警

4.11）远程抄表及自动计算用电量（可选）

通过终端机的RS-485接口，实现远程抄表。

4.12）电缆防盗接口

预留防盗接口，监控终端提供防偷盗照明线路报警模块接口，可随时采集照明线路情况，发现异常可立即报警，保障线路和设施的安全。

4.13）远程遥调接口

预留遥调接口

4.14）单灯扩展接口

系统具有单灯扩展控制接口，配上单灯控制器，可以实现单灯控制。

（5）、智能监控终端要求

主要指标如下：

●三相交流电压输入，24路交流电流输入及每个回路的开关输出状态，各种开关量输入状态，每个回路亮灯率等内容

●4路接触器反馈输入或其它开关输入。

●4路开关输出，可分别控制全夜灯、半夜灯、广告灯、楼宇灯、景观灯等各种不同灯型的控制。

●具备线缆防盗、变压器防盗、远程抄表、智能调压等各种扩展接口。

（6）、照明监控终端主要功能

6.1）采集项目

交流电压、电流，开关输出状态，各种开关量输入状态，每个回路亮灯率等内容。

本终端可采集24个回路的交流电流、电压、以及每个接触器的状态，主电路接触器辅助触点的状态送至开关量输入端口，经光电隔离、施密特触发器整形以剔除干扰后送入单片机的输入端口，此触点状态信息再由单片机汇同其它信息一起由无线数传发回监控主站。

6.2）自动报警

●当采集的交流电流、电压超过上下限时能自动报警。

●当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警。

●当发生外人打开强电控制箱门时能自动报警。

●当供电线路停电时通过自备电源运行，能自动告警。

●当某支线路出现故障时自动报警。

●当线路被盗时自动报警。

6.3）抗干扰能力

由于监控终端一般均安装在干扰较大的环境中，为了保证系统可靠工作，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施。

在强电部分我们采取了专门的防雷装置以及多重物理隔离方式以提高监控终端对强电的抗干扰能力。

由于监控终端一般均安装在干扰较大的环境中，为了保证系统可靠工作，终端的软硬件设计中采用了下列多种抗干扰措施。

对现场采集的模拟量和开关量信号在硬件上采用隔离和限幅等防强干扰措施。

在软件上采用数据滤波处理，保证了数据的准确性。

对开关量输出采用软件连续循环输出的处理方法，保证了输出的可靠性。

对强干扰信号造成的运行出错采用软硬件自动恢复电路处理，保证在无人值守时也能可靠运行。

对采集到的高压交流信号实行多重防电脉冲冲击和防雷保护措施，已在实际应用中获得了极好的效果。

采用一体化钢板机箱设计，防止电磁干扰、粉尘、小虫和雨水等各种因素，

保证终端长时间的可靠运行。

6.4）高可靠的变送器电路

选用交流电压、电流二次互感，具有输入输出完全隔离、精度高、功耗低等优点，加以输入端的多重防护措施，极大地提高了传感器的可靠性和精度。

6.5）独立运行

当发生中心控制室微机或通信线路发生故障时，终端会根据预先设定的程序定时自行开/关灯，以确保照明照明线路的正常运行8小时。

系统将所有数据存储到服务器上。

服务器的数据保存不少于5年，并且早期数据可通过光盘或硬盘备份保存。

同时前置机具有系统运行所必需的系统参数数据和最新数据的备份，当服务器出现故障时，系统启用自身数据库确保系统正常运行。

6.6）监控终端断电运行

监控终端内装有不间断电源，具有断电运行功能，能在供电线路断电时及时告警，使有关部门在第一时间获知并抢修，同时具有防盗报警功能。

在基本配置中，停电后能够维持终端正常工作24小时，相关运行数据保留一年以上。

不间断电源能防止过分充/放电，保证长期使用。

（7）、地理信息系统（可选）

通过城市照明地理信息系统能够对城市照明运行线路、灯杆、灯具、光源、站点及道路等准确定位；

对线路、灯杆、灯具、光源、控制点、地下各类管线（雨水、污水）等各种资产的准确查找、统计和管理。

通过地理信息系统指导照明维护维修，使其更趋于合理的科学化、精确化、便捷化。

本系统采用一次设计，分步实施的实施方案，第一步主要针对照明照明设备的建模和管理，以后逐步建立城市其他设备的建模和管理工作。

（8）、照明数字化综合管理平台

综合管理平台主要基于地理信息系统，综合城市照明监控系统、视频监控系统（已建）、车辆定位系统（以后扩展）、生产管理系统（以后扩展）、综合评价系统（以后扩展）以及市政管理的其他系统都可以整合在一起，形成一个综合型的管理平台。

照明管理数字化综合管理平台主要包括了本次建设的“一个中心、一键管理、两个基础、三个平台”，即一个现代化、系统化、全方位的照明综合管理中心,照明设施数值数据基础,地理信息系统图形数据基础,照明监控管理系统平台,地理信息系统平台和视频管理平台以及以后扩展所需的生产管理系统、综合评价系统等市政管理系统。

将这些系统整合到同一个大的管理平台上,从而达到数据共享、资源共享、业务共享。

从而实现统一管理统一调度。

照明数字化综合管理平台整合相关的监控管理软件、地理信息系统、视频管理需要针对用户实际情况定制开发，结合实际，实现统一管理统一调度，简介易懂。

以此为基础，综合考虑用户使用实际情况，建立用户城市照明数字化综合管理平台。

平台应含：

●建立统一的系统运行支撑环境

●建立统一的城市照明数字化数据库标准模型，方便系统统一共享使用

●建立统一的城市照明数字化操作运行模式，方便各系统互连互操作

●建立标准统一的数据描述模式

●建立统一的运行流程控制模式

●编制建立标准中间件库，实现流程可定制化操作

8.1）、操作系统监控软件

城市照明监控管理系统中主站部分的软件是基于WINDOWS环境下开发的，本软件开发、运行的操作系统均为Windows操作系统，包括（Windows98、WindowsNT、Windows2000、WindowsXP、Windows2003、Windows2003SERVER、WindowsPROFESSIONALCOEM中文版），支持MicrosoftAccess、MicrosoftSQLSERVER2008数据库平台。

数据库平台为SQLSERVER2008版，采用视窗化语言设计，支持B/S（浏览器/服务器）、与C/S（客户机/服务器）相结合的组网结构。

、瑞星中小企业版1系统中心+1服务器+10用户，支持Internet远程查询和访问，采用可视化语言设计，界面美观友好。

监控软件开发工具是强大的Windows界面应用程序开发工具MicrosoftVisualBasic和VisualC++相结合，使用强大的ObjectWindowslibrary（对象封装库）,嵌入武汉中地数码集团公司的中间件产品MapGis地理信息开发工具完成的，采取面向对象的程序设计方法。

数据库采用稳定的MicrosoftAccesss和MicrosoftSQL格式，WEB服务器程序是利用目前最流行的VisualInterDev开发的，提供完善丰富的网络查询。

此外，在设计过程中还采用了一些三维图形动画技术来丰富显示界面。

软件编制所采用的工具在国内乃至国际都是非常先进的，在此平台开发出的软件功能强大、界面友好，便于操作维护，还可以实现多任务运行。

本系统操作界面简单明了，全中文输入输出，对数据的统计显示提供常见的图形显示（如曲线图、柱图、饼图等）。

系统能以GIS地理信息为显示背景图，能在背景图上通过示意图显示每个终端的精确定位和终端属性，包括导线、光源、灯杆、灯具等详细信息，为维护维修提供第一手准确资料。

8.2）监控中心应用软件

城市路灯自动化监控系统软件是具备独立知识产权，该软件稳定、可靠、界面友好、易于维护，博得了广泛的赞誉和好评，曾获得省优秀软件等多项大奖。

该软件将路灯（饰灯、广告灯、亮化灯）等不同灯型的监控和数据采集、处理融于一体，通过群控或组控实现不同灯型的控制。

也可以根据不同时间及光照度进行控制。

采取双机热备份，后备机可随时转换为前置机，并自动将数据存储到服务器；

前置机运行时会将所有数据存储在本机并自动将数据备份在服务器上。

随着今后网络的扩展，在网上新增的其他计算机均可以根据要求进行浏览、查询和打印。

A、软件系统结构

●路灯监控系统

利用VB6.0强大的界面设计功能，设计人机交互界面，实现对城市照明的控制操作、数据处理、数据及状态显示、数据查询打印等管理功能，借助大量第三方ActiveX控件实现各种后台功能，VB6.0对MicrosoftAccess、MicrosoftSQL数据库的访问采用当今最新的ActiveX数据对象（ADO）完成，一些底层操作内容调用VisualC++编写的动态链接库（DLL）,分层技术和错误处理编码框架使程序比较健壮，并且通过了严格的单元测试和集成测试。

●地理信息系统（GIS）

采用武汉中地数码集团公司开发的地理信息系统。

该地理信息系统将实现对各种路灯资料及相关市政设施资料与地图信息相结合，各种设施分层管理并与路灯地理信息数据库紧密结合起来，既可以通过路灯地理信息数据库查询地图上的各种信息，也可以通过地图查询各种设施的属性，并且对市政设施进行各种分析统计。

●卫星校时系统

采用VisualBasic和FlashMX开发的卫星校时系统，通过接收卫星时间使系统时间及节点站时间精确到秒级。

●WEB浏览查询系统

本系统采用与监控系统数据库相同的结构和格式，两数据库完全兼容，能完全访问监控系统数